專利名稱：光輻射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光輻射器，更具體地說，涉及一種用于接收經(jīng)由光纜輸送的光，并將所述光按照可獲得所要求的光分布的方式進(jìn)行輻射的光輻射器。
本申請人以前曾提出多種方法和系統(tǒng)，通過采用透鏡或類似物來聚焦太陽光線或人造光，并導(dǎo)引聚焦的光線進(jìn)入光纜，然后把它們輸送到需要該光線的任何場所，供照明或用于其他的用途，例如，助長作物培育;繁殖小球藻;通過日光浴進(jìn)行美容處理;通過光輻射進(jìn)行醫(yī)療，等等。由于聚焦的光線有一定的指向性，所以，如果讓光線從光纜的截?cái)喽朔派涑鰜?，輻射角是不大的，僅約46°。因此，如果讓光線直接從光纜的截?cái)喽朔派涑鰜?，就可能得不到上述用途所要求的光輻射。為了解決這個(gè)問題，本申請人還曾提出多種光輻射器，這些輻射器可以有效地漫射經(jīng)由光纜輸送的光線，并且將這些光線輻射到任何需要的空間。
例如，由本申請人先前提出的一種光輻射器包括光波導(dǎo)和刻在光波導(dǎo)上的螺旋形凹槽。
引入光波導(dǎo)的光線在光波導(dǎo)凹槽部分反射，并由此有效地加以輻射供照明之用和用于其他預(yù)定的用途。
在這種情況下，如果把螺旋形凹槽制成這樣的方式，即，按光線方向使螺距逐漸變窄或凹槽本身逐漸加深，那就可從整個(gè)波光導(dǎo)獲得基本上均勻的光輻射。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠接收經(jīng)由光纜輸送的光、并能以所要求的光分布特性將其輻射出去的光輻射器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可有效地連接到光纜上的光輻射器，更具體地說，是提供一種成本低、結(jié)構(gòu)簡單的光輻射器。


圖1是說明作為把光線引入光纜的裝置的實(shí)施例的太陽光線采集裝置圖，圖2是說明用于把光線引入光纜的實(shí)用實(shí)施例圖，圖3表示經(jīng)由透鏡所產(chǎn)生的太陽影象的實(shí)例，圖4至6是展示按本發(fā)明實(shí)施的相應(yīng)光幅射器的結(jié)構(gòu)圖。
圖1是通過實(shí)例說明引導(dǎo)太陽光進(jìn)入光纜的太陽光線采集裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，標(biāo)號30是透明密封罩、31是菲涅耳透鏡、32是透鏡夾具、33是太陽方位傳感器、34是由其受光端置于菲涅耳透鏡系統(tǒng)焦面上的大量光纖組成的光纜、35是光纜夾具、36是托架、37是脈沖電機(jī)、38是由脈沖電機(jī)37驅(qū)動的水平旋轉(zhuǎn)軸、39是用來支承防護(hù)密封罩30的底座、40是脈沖電機(jī)，以及41是由脈沖電機(jī)46驅(qū)動的垂直旋轉(zhuǎn)軸。
利用太陽方位傳感器33探測太陽的方位，并根據(jù)其探測信號分別控制水平和垂直旋轉(zhuǎn)軸38和41的脈沖電機(jī)37和40，以便使太陽方位傳感器總是朝向太陽，而由透鏡31聚焦的太陽光線，經(jīng)由置于各透鏡焦點(diǎn)處的光纜端面，被引入光纜34中。分別安置于每個(gè)透鏡處的全部光纜捆成一束光纜，其自由端被引導(dǎo)到上述需要光輻射的任何場所。
圖2是用來說明如何把由上述透鏡31采集的太陽光引入光波導(dǎo)中的視圖。圖2中，31是菲涅耳透鏡或類似物，而34是接收由透鏡31聚焦的太陽光并把所述太陽光輸送到任何需要的場所的光纜。用透鏡系統(tǒng)聚焦太陽光時(shí)，太陽影象有中心部分A和周圍部分B，如圖3所示，中心部分A幾乎由白光組成，而周圍部分B則含有大量其波長對應(yīng)于透鏡系統(tǒng)焦點(diǎn)的光分量。換句話說，在經(jīng)由透鏡系統(tǒng)聚焦太陽光的情況下，太陽影象的焦點(diǎn)和大小將隨光分量的波長而變化。例如，波長短的蘭光在位置P1形成直徑為D1的太陽影象。此外，綠光在位置P2形成直徑為D2的太陽影象，而紅光在位置P3形成直徑為D3的太陽影象。因此，如圖2所示，當(dāng)將光波導(dǎo)的受光端面置于位置P1時(shí)，就可以在它的周圍部分采集到包含許多綠色分量的太陽光。將光波導(dǎo)的受光端面置于位置P2時(shí)，就可以在它的周圍部分采集到包含許多綠色分量的太陽光。將光波導(dǎo)的受光端面置于位置P3時(shí)，就可以在它的周圍部分采集到包含許多紅色分量的太陽光。在每種情況下，可按照待采集的光分量來選定光纜34的直徑。例如，根據(jù)所測量的光線的顏色，即蘭、綠、和紅色，光纜所要求的直徑分別是D1、D2和D3。用這樣一種方式，可節(jié)省光波導(dǎo)的需要量，從而，可以最有效地采集包含許多所要求的顏色分量的太陽光。
另外，如圖2所示，如果把光纜的受光端面的直徑加大到D0，則可以采集到包含全部波長分量的可見光。光纜34可以在制造過程中預(yù)置于透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)處，或可使它們處于透鏡系統(tǒng)軸向可調(diào)狀態(tài)，使用戶能根據(jù)準(zhǔn)備獲取的所需要的光的顏色而調(diào)整并固定所述光波導(dǎo)。通過選擇待引入光纜的光分量的波長，可以更加有效地把所述光輻射系統(tǒng)應(yīng)用于各種各樣的用途。上述實(shí)施例涉及把太陽光線引入光纜的裝置。然而，也可以把人造光引入光纜。
圖4至6是用來說明實(shí)施本發(fā)明的相應(yīng)光輻射裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖4、5和6中，標(biāo)號1是光纜(它相當(dāng)于圖1所示的光纜1或34)，2是安裝到所述光纜光放射端的連接器;3是包含用丙烯酸樹脂或類似物制成的光波導(dǎo)桿的光輻射器，以及4是透明或半透明的外層構(gòu)件。如圖4所示，連接器2至少在其開口端部有內(nèi)螺紋2a，而輻射器3在其一端有外螺紋3a，借此將所述輻射器結(jié)合到所述連接器的螺紋2a上。把輻射器螺紋部分3a擰入連接器螺紋部分2a后就可以應(yīng)用該輻射器。
圖4所示實(shí)施例中，包含錐形光波導(dǎo)3的光輻射器在直徑大的一端的周邊有螺紋3a，而在其錐形部分有螺旋形凹槽3b?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇螺旋形凹槽3b的長度1和螺距P。據(jù)此，通過選定錐形角θ、螺距P和螺旋形凹槽的恰當(dāng)長度1，可以獲得所需的任何光分布特性。準(zhǔn)確地說，倘若錐形光波導(dǎo)3沒有螺旋形凹槽3b，則引入該波導(dǎo)的光線主要是從波導(dǎo)的頂部3c放射的。相反，當(dāng)光波導(dǎo)具有螺旋形凹槽3b時(shí)，則該光波導(dǎo)能夠從包括頂部的寬的區(qū)段1放射光線。例如，在把光輻射器插入人體開口(諸如嘴、鼻或肛門)中以便為指定的醫(yī)療在那里輻射光線的情況下，光不僅可從頂部向前輻射，而且還可從光波導(dǎo)端部的圓柱面?zhèn)认蜉椛?。尤其是，所述輻射器可容易地放入肛門內(nèi)而更有效地實(shí)施醫(yī)療措施。
圖5是說明本發(fā)明光輻射器的另一種實(shí)施例的視圖。圖5中，光輻射器包括帶有周邊螺旋形凹槽3b的圓柱形光波導(dǎo)桿，該凹槽是按這種方式構(gòu)成的，即，隨著凹槽逐步接近桿頂部3c，其深度逐步加深或其螺距逐步變小。這種光輻射器可從其凹槽部分均勻輻射光線，因此，可將其用作線光源。
圖6是說明本發(fā)明另外的實(shí)施例的視圖。圖6中，光輻射器有一個(gè)帶用于放射光的半圓形頭的光波導(dǎo)桿3。這種光波導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)使得有可能提供一種低成本的光輻射器，因?yàn)?，不必在桿體表面上刻螺旋形凹槽。圖6中示出的光輻射器備有透明或半透明的外罩4，后者能夠可拆卸地裝到連接器2上，以罩住所述光輻射器。當(dāng)然，也可以為圖4和5示出的光輻射器裝備與圖6中示出的類似的外罩。
在光輻射器上裝外罩4的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)光輻射器在水中應(yīng)用時(shí)提高光的散射的有效性，同時(shí)，通過減小光亮度也使光線更柔和一些。外罩4可以用螺紋裝到連接器2上。如圖6所示，還可以在連接器上放上一個(gè)O型環(huán)5，從而，借助于所述環(huán)的彈性變形把外罩4簡單地裝在連接器2上。此外，圖4示出的光輻射器中，從光纜1發(fā)射的光通過設(shè)置在桿的受光端的間隙3d進(jìn)入光波導(dǎo)桿。另一方面，如圖5所示，把光波導(dǎo)桿3的受光端直接安置或安裝到光纜的發(fā)光端上也是可能的。
權(quán)利要求
1.可用螺紋擰到光纜的發(fā)光端上以輻射通過光纜輸送的光線的光輻射器，它包括具有錐形部分的光波導(dǎo)桿，其特征在于所述光波導(dǎo)桿在其大直徑端有螺紋以便用螺紋連接到光纜的發(fā)光端上，以及所述錐形部分有螺旋形凹槽以便從其中散射光線。
2.可用螺紋擰到光纜的發(fā)光端上以輻射通過光纜輸送的光線的光輻射器、它包括圓柱形的光波導(dǎo)桿，其特征在于所述光波導(dǎo)桿一端的周邊有螺紋以便用螺紋連接到光纜的發(fā)光端上，以及所述光波導(dǎo)桿周邊有螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽隨著接近桿頂部其深度逐步加深，以便從其中散射光線。
3.可用螺紋擰到光纜的發(fā)光端上以輻射通過光纜輸送的光線的光輻射器，它包括在其光輻射端具有半圓形頭而在其另一端具有外螺紋的光波導(dǎo)桿，其特征在于所述光波導(dǎo)桿以其帶螺紋端安裝到光纜的發(fā)光端上，以便從其半圓形頭輻射光線。
4.一種光輻射器，其特征在于包括適合于用螺紋裝到光纜的發(fā)光端上以輻射通過光纜輸送的光線的光波導(dǎo)桿，以及用于罩住所述光波導(dǎo)桿的透明或半透明構(gòu)件。
全文摘要
一種光輻射器能夠用螺紋擰到光纜的發(fā)光端上，以輻射通過光纜輸送的光線。該光波導(dǎo)桿一端的周邊有螺紋，以便用螺紋連接到光纜的發(fā)光端上，并且，該光波導(dǎo)桿的周邊有螺旋形凹槽，該螺旋形凹槽隨著接近桿頂部其深度逐步加深，以便從其中散射光線。
文檔編號A61N5/06GK1043005SQ89106229
公開日1990年6月13日 申請日期1989年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月25日
發(fā)明者森敬 申請人:森敬